国内外知母药理研究进展

李庆天，熊燕红，胡莉，万建明，崔建波，祁俊生

（重庆三峡学院 生物与食品工程学院，三峡库区道地药材绿色种植与深加工重庆市工程实验室，重庆 404120）

一、知母的化学成分

近年来，国内外关于知母的研究有很多。国内文献多是关于知母有效成分的分离提取以及含量测定，国外文献多是对知母具体药效成分的药理作用研究。1930年，日本学者丙祺等人在对12种中药材进行研究时，发现知母具有降血糖的作用。1954年，我国学者王筠默等人[1]对知母的有效成分进行了初步研究。近代以来，越来越多的国内外学者对知母进行了研究，各国学者在知母中提取出了黄酮类化合物、多糖类化合物、知母皂苷、类固醇化合物、生物碱等化学成分。

（一）黄酮类化合物

黄酮类化合物在自然界中分布广泛，是植物色素的一种，存在于绿色植物的茎、叶、果实中[2]。植物类黄酮近年在治疗癌症方面也取得了进展，但生物可用性低、黄酮类稳定性和溶解性差等因素阻碍了黄酮类化合物在抗癌治疗中的应用。知母中的黄酮类化合物主要有芒果苷、新芒果苷、异芒果苷、淫羊藿等，其中芒果苷含量最高[3]。

（二）新的多糖类化合物

植物中的多糖具有广泛的生物活性，具有抗凝血、抗血栓、抗氧化活性以及降脂的作用[4-6]。Yang等人[7]在对知母的研究中发现了四种新的化合物，包括两种新的焦谷氨酸 - 果糖苷、糖苷 A（1）和糖苷B（2）、一种新的双糖、糖苷C（3）和一种新的甾体皂苷（4），如图1所示。通过核磁共振测定了四种化合物的结构：化合物1的结构确定为1-脱氧-1-[L-焦谷氨酸]-2-n-丁氧基-α-D-呋喃果糖苷，命名为糖苷A；化合物2的结构确定为6-脱氧-6-[L-焦谷氨酸]-2-正丁氧基-α-D-呋喃果糖苷，并命名为糖苷B；化合物3的结构确定为α-D-呋喃果糖基-（3→2）-β-D-呋喃果糖，并命名为糖苷C；化合物4的结构确定为（25R）-15-O-β-D-吡喃葡萄糖基-26-O-β-D-吡喃葡萄糖基-22羟基-5β-呋喃-3β，15α，26-二醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基（1→2）-β-D-吡喃半乳糖苷，命名为知母皂苷U。

图1 知母中提取的四种新化合物

（三）新的知母皂苷

近年来，关于知母甾体皂苷的研究越来越多，甾体皂苷是知母中最具有生物活性的成分，甾体皂苷的研究集中在一系列生物活性上，如抗血小板、抗炎[8]，尤其是在抗肿瘤[9]方面的研究颇多。随着知母研究的深入，越来越多的新皂苷成分被学者们发现。

Zhao等人[10]在对知母进行研究时，分离了两种新的知母皂苷化合物——知母皂苷V（1）和知母皂苷W（2），并通过1D 核磁共振和2D核磁共振（HSQC、HMBC和NOESY）以及质谱分析阐明了其结构，如图2所示。化合物1的结构被确定为（25S）-5β-螺甾烷-3β-醇-3-氧-α-鼠李糖基-（1→2）-β-D-吡喃葡萄糖基-（1→2）-β-D-吡喃半乳糖苷。化合物2的结构被确定为24-O-β-D-吡喃葡萄糖基-（24S，25R）-3β，24β-二羟基-5β螺甾烷-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-（1→2）-β-D-吡喃半乳糖苷。

图2 新的甾体皂苷结构

（四）类固醇

Khang等人[11]从知母中提取了两种新的类固醇化合物（1和2），其结构如图3所示。通过实验，化合物1被阐明为21-羟基菝葜皂苷元，化合物2被阐明为21-甲酰菝葜皂苷元。

图3 两种新的类固醇化合物

Sun等人[12]从知母的根部提取了五种新的类固醇化合物（1-5），其结构如图4所示。

图4 五种新的类固醇化合物

（五）生物碱

沈莉等人[13]在知母中提取出了六个生物碱类化合物，通过分析其结构，发现六种化合物分别为aurantiamideacetate（1）、环（酪-亮）二肽[cyclo（Tyr-Leu），2]、香豆酰基酪胺（N-P-coumaroyhyra-mine，3）、N-反式阿魏酰基酪胺（N-trans-feruloyltyra-mine，4）、N-顺式阿魏酰基酪胺（N-cis-fenlloyltyra-mine，5）、烟酸（nicotinicacid，6）。

二、知母的药理作用

国内外学者对知母各种化学成分的药理作用进行了大量的研究，发现知母的提取物对神经系统和血液系统具有显著的药理作用，知母还表现出了有价值的生物活性，如抗肿瘤[14]、抗病毒[15]、抗微生物[16]、抗氧化、抗炎[17]、抗骨质疏松[18]、抗皮肤老化和损伤等作用[19]。随着现代植物化学的发展以及药理学研究的不断进步，知母中分离提取的化合物表现出了强大的治疗潜力。因此，对知母的主要化学药效成分以及药理机制进行深入研究是十分有必要的。笔者通过查阅文献，总结了近几年知母药效成分的进展。

（一）黄酮类化合物的药理作用

知母中的黄酮类化合物在知母研究的早期被视为是知母的主要药效成分，具有保护心肌细胞、增加腺体分泌、降糖、祛痰止咳等作用[20]。新的研究表明：知母黄酮类化合物具有抗皮肤衰老、治疗硫芥（SM）损伤的潜力。

阳光中的紫外线照射会引起人类皮肤的外源性衰老，也称之为光衰老[21]。Kim等人[22]分别用紫外线（UVB）照射口服过芒果苷的小鼠和用芒果苷处理过的人角质形成细胞（HEKa），然后观察小鼠皱纹和基质金属蛋白酶-9（MMP-9）的表达，发现口服芒果苷减少了这些光老化现象。芒果苷减弱了HEKa细胞中由MEK/ERK途径调节的UVB诱导的MMP-9的表达，并且抑制了UVB诱导的雄性无毛小鼠皮肤厚度增加、皱纹形成和胶原纤维损失。因此，芒果苷具有成为良好的皮肤保护剂的潜力。

（二）知母多糖的药理作用

知母中的多糖具有抗炎、降血糖、抗氧化的作用[23]。新的研究表明：知母多糖具有治疗便秘、改善免疫功能、在代替疗法中作为免疫刺激剂和抗癌剂的潜力。

Li等人[24]通过大鼠实验探究了知母多糖的通便作用。实验员通过注射升洛哌丁胺诱导大鼠便秘，再注射知母多糖（AABP），观察大鼠的肠道反应。实验结果表明：AABP能显著提高胃泌素（Gas）、胃动素（MTL）、P物质（SP）、5-羟色胺（5-HT）和血管活性肠肽（VIP）的水平，降低洛哌丁胺诱导大鼠的NO含量，改善大鼠便秘。同时，AABP能通过调节PCNA和ICAM-1蛋白的表达来修复受损的结肠。此外，AABP上调了干细胞因子、c-Kit、AQP3和VIP的水平，下调了水通道蛋白8、水通道蛋白4和前列腺素E2的表达。由此可以得出结论：知母多糖（AABP）能通过调节胃肠激素和神经递质来改善肠道运动和水代谢，从而达到治疗便秘的目的。

Zhang等人[25]在知母中分离得到了一种新的多糖AAP70-1，其一级结构表明：AAP70-1由葡萄糖和果糖组成，含有（2→6）连接的β-D-呋喃果糖（Fruf）主链和（2→1，6）连接的β-D-Fruf侧链，内部有一个新果糖形式的α-D-吡喃葡萄糖（Glcp）。同时，Zhang等人分别在SH-SY5Y细胞和RAW264.7细胞中评估了AAP70-1的神经保护和免疫调节作用，正如预期的那样：AAP70-1对由CoCl2诱导的神经损伤模型具有显著的治疗效果。此外，AAP70-1对RAW264.7细胞吞噬功能和细胞因子分泌的促进作用也表明：AAP70-1可以通过促进吞噬功能和细胞因子分泌来改善免疫功能。

（三）知母皂苷的药理作用

知母皂苷是知母的主要药效成分，知母皂苷显示出抗肿瘤、抗阿尔茨海默病、改善学习记忆、抗抑郁、抗凝血、抗血栓、降糖、降血脂、降血压等作用[26]。新的研究表明：知母皂苷具有抑制细胞增殖、抗衰老、预防心肌梗死的潜力。

Marelia等人[27]研究了知母皂苷-AIII（TAIII）对胰腺导管腺癌（PDAC）细胞的抑制作用，实验证明：TAIII对PDAC细胞系的抑制作用，部分是通过调节PI3K/Akt途径蛋白实现的。吉西他滨（gemcitabine）是PDAC的标准化治疗药物，但患者使用后会有严重的副作用。PANC-1和BxPC-3（人原位胰腺腺癌细胞）细胞对吉西他滨有不同程度的耐药性。Marelia等人也研究了TAIII改善吉西他滨对BxPC-3细胞周期的破坏，发现TAIII和吉西他滨的联合治疗在诱导BxPC-3细胞周期停滞方面更有效。研究结果表明：知母及其成分TAIII能调节PI3K/Akt途径蛋白的活性，并且是PDAC细胞增殖的有效抑制剂。

Im等人[28]通过临床试验测定UVB（紫外线）照射后HaCaT细胞中基质金属蛋白酶（MMP）-1、金属蛋白酶组织抑制剂（TIMPs）和促炎细胞因子的水平，从而评估知母皂苷A-III（TA-III）对暴露于UVB的HaCaT细胞的光保护特性的抗皱效果和皮肤安全性。实验结果表明：UVB照射增加了MMP-1的表达和促炎细胞因子，但经过TA-III的预处理，这些增加会减弱。试验选择年龄在43至55岁之间、符合受试者选择标准的女性受试者使用含有0.25%TA-III的药剂，发现这些女性的皮肤皱纹都得到了改善。总之，TA-III可防止光老化，每天使用TA-III12周，可通过限制皱纹形成显著减少面部老化的迹象。

Du等人[29]研究了知母皂苷BII（TB）对异丙肾上腺素（ISO）诱导的大鼠心肌梗死模型的心脏保护作用，并探讨其潜在机制。实验通过胃管饲法用TB处理大鼠5天，并在第4天和第5天用ISO注射以24小时的间隔连续2天诱导心肌损伤。ISO给药导致ST段显著改变，心脏损伤生物标志物肌酸激酶-MB（CK-MB）、乳酸脱氢酶（LDH）水平、血清促炎细胞因子白介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-a（TNF-a）浓度升高。TB的预处理显著逆转了ISO激发诱导的这些改变，同时TB预处理恢复了ISO诱导的超氧化物歧化酶（SOD）的减少和丙二醛（MDA）的增加。TB预处理通过抑制炎性细胞因子和减少氧应激来部分保留心脏功能。上述结果表明：TB可能在预防心肌梗死等缺血性心脏病方面具有潜力。

三、讨论

中药作为天然药物，在中国拥有几千年的历史，但由于中药活性成分的复杂性，中药质量的控制是一项挑战，限制了中药的发展[30]。知母作为中药的一种，很早就出现在中药用药史之中。随着近年来分析检测技术的进步，知母的众多药效成分被分离出来，各药效成分也显示出其治疗效果，但知母的质量标准未曾建立。在未来，对知母的研究有以下几个比较重要的方面：一是与周边利用知母为中药材入药的国家，如韩国、日本进行交流，可以更好地确保知母的药性和安全性，也利于知母的发展；二是尽快建立知母的质量标准，有利于知母和中药的现代化；三是确保对知母种质资源的保护和利用，扩大知母的种植区域，可在国内寻找合适的地区进行引种，筛选确定适合当地的品种，建立GAP（goodagriculturalpractice）种植栽培技术。在知母的药效成分方面，知母中的多糖、知母皂苷、类固醇都显示出了良好的治疗效果。知母中的主要活性成分知母皂苷在抗癌方面具有突出的表现，但知母皂苷抗肿瘤的机制并未完全阐明，目前的研究对知母皂苷抗肿瘤的机制多是基于实验的推测。因此，对知母各种有效成分的药理作用和作用机制进行深入研究是十分有必要的。